ABSTRACT
Biofumigation involves the release of volatile biocidal compounds in the soil through the incorporation of certain plants and their residues. Species of the Brassicaceae family are the most widely used plants for biofumigation. These plants contain glucosinolates, which produce compounds, such as isothiocyanates, following enzymatic hydrolysis, with scientifically proven fungicidal effects. The most commonly used brassica species belong to the genera Brassica, Raphanus, Sinapis, and Eruca. In addition to the release of compounds in the soil, complementary mechanisms, such as the supply of organic matter and nutrients, and improvement of the soil structure, also play a role in biofumigation. In the past two decades, several studies on the use of brassica residues in biofumigation have been published, showing promising results in the management of soil pathogens (fungi and oomycetes, nematodes, bacteria, and protozoa), weed seeds, and insects. Usage of new biofumigation compounds has also been validated in recent years, including the development of patented technological products such as liquid formulations and pellets. The objective of this article was to review these new developments, beginning with concepts related to biofumigation, and to discuss the mechanisms of action of compounds involving brassica species and the recommendations on usage. Promising examples of the use of this technique are also presented, further detailing the advances in basic and applied knowledge on the subject.(AU)
A biofumigação consiste na liberação de compostos biocidas voláteis no solo a partir da incorporação de determinadas plantas e de seus resíduos. As espécies da família Brassicaceae são as plantas mais utilizadas na biofumigação. Em sua constituição, possuem os glucosinolatos que, após hidrólise enzimática, produzem compostos como os isotiocianatos com efeito biofungicida comprovado cientificamente. As espécies de brássicas mais utilizadas pertencem aos gêneros Brassica, Raphanus, Sinapis e Eruca. Além da liberação de compostos no solo, mecanismos complementares como o fornecimento de matéria orgânica, nutrientes e melhoria da estrutura do solo, também desempenham papel complementar na biofumigação. Diversos estudos foram publicados nas últimas duas décadas com a utilização de resíduos de brássicas na biofumigação e apresentaram resultados promissores no manejo de patógenos de solo (fungos e oomicetos, nematóides, bactérias e protozoários), sementes de plantas daninhas e insetos. Novas formas de utilização também foram validadas nos últimos anos, inclusive com o desenvolvimento de produtos tecnológicos patenteados como formulações líquidas e pellets. Nesta revisão, objetivamos apresentar estes novos desdobramentos iniciando com os conceitos relacionados à biofumigação. Em seguida, apresentamos os mecanismos de ação e compostos envolvidos; as espécies de brássicas, produtos e recomendações para sua utilização; e exemplos promissores de adoção da técnica a nível mundial. Pretende-se, dessa forma, detalhar os avanços no conhecimento básico e aplicado do assunto.(AU)
Subject(s)
Fumigation , Chemical Compounds/analysis , Chemical Compounds/methods , Brassicaceae/drug effects , Brassicaceae/toxicityABSTRACT
ABSTRACT: Biofumigation involves the release of volatile biocidal compounds in the soil through the incorporation of certain plants and their residues. Species of the Brassicaceae family are the most widely used plants for biofumigation. These plants contain glucosinolates, which produce compounds, such as isothiocyanates, following enzymatic hydrolysis, with scientifically proven fungicidal effects. The most commonly used brassica species belong to the genera Brassica, Raphanus, Sinapis, and Eruca. In addition to the release of compounds in the soil, complementary mechanisms, such as the supply of organic matter and nutrients, and improvement of the soil structure, also play a role in biofumigation. In the past two decades, several studies on the use of brassica residues in biofumigation have been published, showing promising results in the management of soil pathogens (fungi and oomycetes, nematodes, bacteria, and protozoa), weed seeds, and insects. Usage of new biofumigation compounds has also been validated in recent years, including the development of patented technological products such as liquid formulations and pellets. The objective of this article was to review these new developments, beginning with concepts related to biofumigation, and to discuss the mechanisms of action of compounds involving brassica species and the recommendations on usage. Promising examples of the use of this technique are also presented, further detailing the advances in basic and applied knowledge on the subject.
RESUMO: A biofumigação consiste na liberação de compostos biocidas voláteis no solo a partir da incorporação de determinadas plantas e de seus resíduos. As espécies da família Brassicaceae são as plantas mais utilizadas na biofumigação. Em sua constituição, possuem os glucosinolatos que, após hidrólise enzimática, produzem compostos como os isotiocianatos com efeito biofungicida comprovado cientificamente. As espécies de brássicas mais utilizadas pertencem aos gêneros Brassica, Raphanus, Sinapis e Eruca. Além da liberação de compostos no solo, mecanismos complementares como o fornecimento de matéria orgânica, nutrientes e melhoria da estrutura do solo, também desempenham papel complementar na biofumigação. Diversos estudos foram publicados nas últimas duas décadas com a utilização de resíduos de brássicas na biofumigação e apresentaram resultados promissores no manejo de patógenos de solo (fungos e oomicetos, nematóides, bactérias e protozoários), sementes de plantas daninhas e insetos. Novas formas de utilização também foram validadas nos últimos anos, inclusive com o desenvolvimento de produtos tecnológicos patenteados como formulações líquidas e pellets. Nesta revisão, objetivamos apresentar estes novos desdobramentos iniciando com os conceitos relacionados à biofumigação. Em seguida, apresentamos os mecanismos de ação e compostos envolvidos; as espécies de brássicas, produtos e recomendações para sua utilização; e exemplos promissores de adoção da técnica a nível mundial. Pretende-se, dessa forma, detalhar os avanços no conhecimento básico e aplicado do assunto.
ABSTRACT
O uso de porta-enxertos tolerantes apresenta bons resultados no manejo da murcha de Fusarium (Fusarium solani) no maracujazeiro-amarelo(Passiflora edulis Sims), considerada um dos principais problemas na cultura, que afeta o sistema radicular da planta e não tem controle químico. O presente trabalho teve po robjetivo avaliar a sobrevivência, o desempenho agronômico de plantas e as características físicas de frutos de maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis Sims) enxertadas em diferentes porta-enxertos em área com murcha de Fusarium. O experimento foi conduzido no Sítio Bela Vista, localizado no município de Pracinha, SP, no período de agosto de 2014 a maio de 2015, e adotou-se o delineamento em blocos ao acaso, com cinco tratamentos, cinco repetições e quatro plantas por parcela. Os tratamentos utilizados foram os porta-enxertos: P. alata Dryand, P. gibertii N.E. Brown, P. caerulea Linnaeus, enxertia dupla P.gibertiix P.edulise plantas sem enxerto. Avaliaram-se o diâmetro do caule do porta-enxerto e do enxerto, o comprimento de ramos secundários, o número de ramos terciários, o número de plantas sobreviventes, os diâmetros longitudinal e transversal dos frutos, o número e a massa de frutos e a produtividade. O maior diâmetro do porta-enxerto foi observado em Passiflora alata enquanto que na região do enxerto foi em plantas de Passiflora edulis. O comprimento dos ramos secundários e o número de ramos terciários foram afetados pelo tipo de enxertia e pelo porta-enxerto utilizado. As maiores sobrevivências de plantas foram observadas em Passiflora alata (90%)e Passifloragibertii (100%).O maior número de frutos por planta e produtividade ocorreram em plantas enxertadas sobre P. gibertii.A adoção da enxertia dupla utilizando-se Passiflora gibertii x Passiflora edulis e a enxertia simples com Passiflora caerulea não se mostraram eficientes no controle desta doença. As espécies Passiflora gibertiie Passiflora alata apresentaram potencial para serem utilizados como porta-enxertos para o maracujazeiro-amarelo.
The use of tolerant rootstocks has shown good results in the control of Fusarium wilt in yellow passion fruit, which is considered one of the main problems in the crop as it affects the plants root system and has no chemical control. The present study aimed to evaluate the survival rates, the agronomic performance of the plants and the physical characteristics of the yellow passion fruit (Passiflora edulisSims) grafted on different root stocks in area with Fusarium wilt. The experiment was carried in Pracinha, in the State of São Paulo, Brazil, from August 2014 to May 2015, and a randomized block design was adopted, with five treatments, five replications and four plants per plot. The treatments were constituted by the following rootstocks: Passiflora alata Dryand, Passiflora gibertii N.E. Brown, Passiflora caerulea Linnaeus, double grafting P. gibertii x P. edulis and plants without grafting. The stem diameter of rootstock and the graft, the lenght of secondary branches, the number of tertiary branches, the number of surviving plants, the longitudinal and transversal diameters of the fruits, the number and mass of fruits and the productivity were evaluated. The largest diameter of the rootstock was observed in Passiflora alata while in the graft it was in plants of Passifloraedulis. The length of the secondarty branches and the number of tertiary branches were affected by the type of grafting and the rootstock used. The highest survival rates were observed in Passiflor aalata (90%)and Passiflora gibertii (100%).The highest number of fruits per plant and productivity occurred in plants grafted on Passiflora gibertii. The adoption of double grafting using Passiflora gibertii x Passiflora edulis and simple grafting with Passiflora caerulea were not effective in the control of this disease. The species Passiflora gibertii and Passiflora alata showed the potential to be used as a rootstock for yellow passion fruit.
Subject(s)
Fusarium , Passiflora/growth & developmentABSTRACT
O uso de porta-enxertos tolerantes apresenta bons resultados no manejo da murcha de Fusarium (Fusarium solani) no maracujazeiro-amarelo(Passiflora edulis Sims), considerada um dos principais problemas na cultura, que afeta o sistema radicular da planta e não tem controle químico. O presente trabalho teve po robjetivo avaliar a sobrevivência, o desempenho agronômico de plantas e as características físicas de frutos de maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis Sims) enxertadas em diferentes porta-enxertos em área com murcha de Fusarium. O experimento foi conduzido no Sítio Bela Vista, localizado no município de Pracinha, SP, no período de agosto de 2014 a maio de 2015, e adotou-se o delineamento em blocos ao acaso, com cinco tratamentos, cinco repetições e quatro plantas por parcela. Os tratamentos utilizados foram os porta-enxertos: P. alata Dryand, P. gibertii N.E. Brown, P. caerulea Linnaeus, enxertia dupla P.gibertiix P.edulise plantas sem enxerto. Avaliaram-se o diâmetro do caule do porta-enxerto e do enxerto, o comprimento de ramos secundários, o número de ramos terciários, o número de plantas sobreviventes, os diâmetros longitudinal e transversal dos frutos, o número e a massa de frutos e a produtividade. O maior diâmetro do porta-enxerto foi observado em Passiflora alata enquanto que na região do enxerto foi em plantas de Passiflora edulis. O comprimento dos ramos secundários e o número de ramos terciários foram afetados pelo tipo de enxertia e pelo porta-enxerto utilizado. As maiores sobrevivências de plantas foram observadas em Passiflora alata (90%)e Passifloragibertii (100%).O maior número de frutos por planta e produtividade ocorreram em plantas enxertadas sobre P. gibertii.A adoção da enxertia dupla utilizando-se Passiflora gibertii x Passiflora edulis e a enxertia simples com Passiflora caerulea não se mostraram eficientes no controle desta doença. As espécies Passiflora gibertiie Passiflora alata apresentaram potencial para serem utilizados como porta-enxertos para o maracujazeiro-amarelo.(AU)
The use of tolerant rootstocks has shown good results in the control of Fusarium wilt in yellow passion fruit, which is considered one of the main problems in the crop as it affects the plants root system and has no chemical control. The present study aimed to evaluate the survival rates, the agronomic performance of the plants and the physical characteristics of the yellow passion fruit (Passiflora edulisSims) grafted on different root stocks in area with Fusarium wilt. The experiment was carried in Pracinha, in the State of São Paulo, Brazil, from August 2014 to May 2015, and a randomized block design was adopted, with five treatments, five replications and four plants per plot. The treatments were constituted by the following rootstocks: Passiflora alata Dryand, Passiflora gibertii N.E. Brown, Passiflora caerulea Linnaeus, double grafting P. gibertii x P. edulis and plants without grafting. The stem diameter of rootstock and the graft, the lenght of secondary branches, the number of tertiary branches, the number of surviving plants, the longitudinal and transversal diameters of the fruits, the number and mass of fruits and the productivity were evaluated. The largest diameter of the rootstock was observed in Passiflora alata while in the graft it was in plants of Passifloraedulis. The length of the secondarty branches and the number of tertiary branches were affected by the type of grafting and the rootstock used. The highest survival rates were observed in Passiflor aalata (90%)and Passiflora gibertii (100%).The highest number of fruits per plant and productivity occurred in plants grafted on Passiflora gibertii. The adoption of double grafting using Passiflora gibertii x Passiflora edulis and simple grafting with Passiflora caerulea were not effective in the control of this disease. The species Passiflora gibertii and Passiflora alata showed the potential to be used as a rootstock for yellow passion fruit.(AU)
Subject(s)
Passiflora/growth & development , FusariumABSTRACT
Plant seeds can exudate active molecules with inhibitory effects against several soil pathogens, including nematodes. This study aimed to characterize and evaluate the nematicidal properties against Meloidogyne incognita of exuded proteins from Moringa oleifera seeds. M. oleifera seeds were soaked in distilled water, and exudates were harvested and analyzed for the presence of defense proteins and anthelmintic activity. Enzymatic assays revealed the existence of PR-proteins such as ß-1,3-glucanases (0.18 ± 0.003 nkatal mg-1 of protein), chitinases (0.22 ± 0.004 nkatal mg-1 of protein), proteases (261.30 ± 6.405 AU mg-1 of protein min-1), serine (190.30 ± 5.574 IA mg-1 of protein) and cysteine (231.70 ± 0.923 IA mg-1 of protein), protease inhibitors. The exuded proteins presented ovicidal activity and caused 100% mortality of second-stage juveniles (J2s). Scanning electron microscopy (SEM) revealed deleterious effects on M. incognita eggs, such as invaginations, cracks, scratched surface, and loss of internal content. These findings confirm the presence of anthelmintic proteins in M. oleifera seed exudate, possibly involved in plant defense during seed germination. Besides this, the exuded proteins exhibited strong biotechnological potential for use in the biocontrol of M. incognita infections, which are responsible for millions of dollars in staple crop losses every year.